電子電路第六章習(xí)題及參考答案

習(xí)題六什么是本征半導(dǎo)？什么是雜質(zhì)半導(dǎo)體？各有什么特征？答所本征半導(dǎo)體就是指完全純凈的構(gòu)完整的半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體征的半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)量和空穴的數(shù)量是相等的雜質(zhì)半導(dǎo)體中根據(jù)摻雜的元素不同可分為N型半導(dǎo)體和型導(dǎo)體，在N型導(dǎo)體中電子的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空穴的濃度，而P半導(dǎo)體恰恰相反。摻雜半導(dǎo)體中多載流子和少數(shù)載流子是如何產(chǎn)生的？答在征半導(dǎo)體中由于半導(dǎo)最外層有四個(gè)電子與周邊原子的外層電子組成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)價(jià)子不僅受到本身子核的約束且受到相鄰原子核的約束易擺脫形成自由電子但，在摻雜的半導(dǎo)中，雜質(zhì)與周邊的半導(dǎo)體的外層電子組成共價(jià)鍵，由于雜質(zhì)半導(dǎo)體的外層電子或（元素或（價(jià)元素有除形成共價(jià)鍵外多余的電子或不足的空穴這電子或空穴者由于受到原子核的約束較少容易擺脫者易被其它的電子填充形成了容易導(dǎo)電的多數(shù)載流子少數(shù)載流子是相對(duì)于多數(shù)載流子而言的另一種載流子，它是由于溫度、電場(chǎng)等因素的影響，獲得更多的能量而擺脫約束形成的。怎樣用萬(wàn)用表判二極管的極性與好壞？答：用數(shù)字萬(wàn)用表可將表的選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到“表筆插入COM紅表筆插入V/（紅筆的極性為+連接在二極管，其讀數(shù)為二極管正向壓降的似值。用模擬萬(wàn)用表測(cè)量二極管時(shí)表內(nèi)的電池正極與黑色表筆相連與紅表筆相連。測(cè)試二極管時(shí)，將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1k檔將兩表筆連接在二極兩端，然后再調(diào)換方向，若一個(gè)是高阻一是低阻則明二極管是好的當(dāng)確定了二極管是好的以后就非常容易確定極性，在低阻時(shí)，與黑表筆連接的就是二極管正極。什么是結(jié)擊穿現(xiàn)象擊穿有哪兩種擊是否意味著結(jié)了？為什么？答：當(dāng)PN結(jié)反向電壓極電源負(fù)極，極電源正極）過(guò)一定的時(shí)候，反向電流突然急劇增加，這種現(xiàn)象叫做結(jié)反向擊穿。擊穿分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種，齊納擊穿是由于結(jié)的摻雜濃度過(guò)高引起的，雪崩擊穿則是由于強(qiáng)電場(chǎng)引起的PN結(jié)的擊穿并不意味著結(jié)了，只能夠控制流過(guò)結(jié)的電流在PN的允許范圍內(nèi)，不會(huì)使結(jié)熱而燒壞，則PN結(jié)性能是可以恢復(fù)正常的，穩(wěn)壓二極管正式利用了二極管的反向特性，才能保證輸出電壓的穩(wěn)定。理想二極管組成路如題圖6-1所，試確定各電路的輸出電壓u。o

-6V0V

DD

6K

u

+6V-6V

DD

6K

u

-6V

D

0V

D(a)

圖6-1

習(xí)題6-5電路圖解：理想二極管的特性是：當(dāng)二極管兩端加正向電壓，二極管導(dǎo)通，否則二極管截止。分析含有二極管電路的方法是定二極管是開(kāi)路然后確定二極管兩端的電位若二極管的陽(yáng)極電位高于陰極電位，則二極管導(dǎo)通，否則截止。對(duì)于圖a)假定DDD截止，輸出端的電位-18V，而DD、D的極電位分1212/

UUUUUUUU別是6V、、-6V因此，理論上D、D、D都能導(dǎo)通，假定D導(dǎo)，則輸出點(diǎn)的電位1為6V，由于該點(diǎn)電位也是D的極電位，因此D會(huì)導(dǎo)通，一旦D導(dǎo)通點(diǎn)電位就2O為，因此，、D的極電位為0V，而陽(yáng)極端為6V，這樣DD必定截止，所以輸131出電壓=0V（這就脈沖數(shù)字電路中的或門為電-6V為電平，只要輸入端o有一個(gè)高電平，輸出就為高電平對(duì)于圖(b)依同樣的道理可知D、D、的極電位都低+18V，所以三個(gè)二極管均1截止，流過(guò)的流為0故輸出電位u=18Vo試分析圖(中的三個(gè)二極管極性都反過(guò)來(lái)輸出電壓u=？o二極管電路如題示判斷圖中的二極管是導(dǎo)通還是截止求端的電壓U。DDD

DDA3k3k6V15V6V12VOO(a)題圖6-2

習(xí)題路圖解：對(duì)于土a)，在閉合回路中電大于6V電，故在二極管的端加了正向電壓，二極管導(dǎo)通，由于是理想二極管，二極管的管壓降為，所以U=-6V對(duì)于圖(b)，假定D、D截，點(diǎn)位是D的陽(yáng)極電位是0VD的極電位11是15V所以D兩加正向電壓導(dǎo)通D加向電壓截止，因此U=0V12對(duì)于圖(c)，樣假定D、D截，點(diǎn)位是12V，D的極電位-，的極11電位是0V，兩個(gè)二極管都具備導(dǎo)通條件但一旦D導(dǎo)，點(diǎn)的電位就為，D兩加12反向電壓，故必截止，所以輸出U=-6V（也可以假定D導(dǎo)，則A點(diǎn)位為0V而2AOD仍正向偏置，所以D必導(dǎo)通，一旦導(dǎo)，=-6V1AO二極管電路如題所。入波形=sin，U>，二極管的導(dǎo)通電壓iimimR降可忽略，試畫(huà)出輸出電壓u的形圖。o1o4RDD+

++

++

++

+D

D

R

Ruuuuiiii--------(a)(b)(d)

題圖

習(xí)題6-7電路圖解：由于=sinωt，且U>，有：iim圖(當(dāng)<時(shí)，二極管截止，輸出為u，>時(shí)，二極管D通，輸出為U；iiiR圖(b)當(dāng)<時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出為U，U時(shí)二極管D截，輸出為；iii圖(當(dāng)<時(shí)二極管導(dǎo)通，輸出為，U時(shí)，二極管D止，輸出為U；iiiR圖(d)當(dāng)<時(shí)，二極管截止，輸出為U，當(dāng)u>時(shí)，二極管D導(dǎo)通，輸出為。iiRi其波形如下圖所示其中下圖a)上圖a)的形圖b)是上圖(的波形圖。2/6

u,uU0t(a)

u,uU0t利用穩(wěn)壓二極管成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路如題圖6-4所R為流電阻定說(shuō)明變或U變動(dòng)時(shí)U基恒定的理由。LIO答由穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)反向擊穿特性知當(dāng)D兩電壓有微小變化，Z必然引起D中電流很大變化。Z例如：當(dāng)R變小時(shí)U減D兩電壓減→流過(guò)D的流減小→流過(guò)的流LZ減小→在上的壓降減小U上R變可以做同樣的分析。L當(dāng)U變大時(shí)→流過(guò)D中電流急增加→流過(guò)電阻R中電流急劇增加→在R上I壓降急劇增加→U維不變。TaR

++

+D

D

UI

D

R

L

U-

~220V-i-DD+dL-

題圖

習(xí)題電路圖

題圖6-5

習(xí)題路圖單相橋式整流電如題圖所。試說(shuō)明當(dāng)某只二極管斷路時(shí)的工作情況，并畫(huà)出負(fù)載電壓波形。

u

解：假設(shè)D斷，當(dāng)?shù)陌胫軙r(shí)DD導(dǎo)4213通，負(fù)載上有電流流過(guò)；當(dāng)u的半周時(shí)，由于D24

0T/2T3T/22Tt斷路，在負(fù)載中無(wú)電流流過(guò)，這一橋式電路在一個(gè)二極管斷路的情況下實(shí)際上是一個(gè)半波整流電路。其波

ui

u

形圖如圖所示。6-10為了使三極管能有效地起放大作用，對(duì)三

i0T/2T2Tt極管的發(fā)射區(qū)摻雜濃度有什么要求、基區(qū)寬度有什么波形圖要求、集電結(jié)面積比發(fā)射結(jié)面積大小有何要求。其理由是什么？如果將三極管的集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)使用（即三極管反接否起放大作用。答為使三極管能有效地起放大作用求三極管的發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基寬度薄；電結(jié)結(jié)面積比發(fā)射結(jié)面積大。其理由是，由于發(fā)射極的摻雜濃度高，所以可以利用濃度差使多數(shù)載流子向基區(qū)擴(kuò)散，只有基區(qū)寬度薄才能保證擴(kuò)散到基區(qū)的多數(shù)載流子向集電極附近擴(kuò)散為集電區(qū)面積比較大，所以在集電結(jié)反向偏置下，就可以盡可能多的收集擴(kuò)散到集電結(jié)附近的多數(shù)載流子。如果集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)是不能起到放大作用的為集電極的摻雜濃度低由于濃/

CCCCCCCCCC度差擴(kuò)散到基區(qū)的載流子較少由發(fā)射區(qū)的面積不夠大不將接近發(fā)射極的載流子大量的收集到發(fā)射極。6-11工作在放大區(qū)的某個(gè)三極管，當(dāng)I從μA增到μA時(shí)I從變成B2mA它的β值約為多少？解：根據(jù)動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)的定義得：

cb

506-12工在放大狀態(tài)的三極管過(guò)射結(jié)的電流主要是什么？流過(guò)集電結(jié)的電流主要是什么？答：工作在放大狀態(tài)的三極管，流過(guò)發(fā)射結(jié)的電流主要是擴(kuò)散電流，流過(guò)集電結(jié)的電流主要是漂移電流。6-13某極管，=0.98，當(dāng)發(fā)射極電流為時(shí)基極電流是多少？該管β多大？另一只三極管β=100發(fā)極電流為5mA時(shí)極流是多少？該管α多大？解：根據(jù)α定義

C

I，I所以I0.981.96mAII1.960.0440Cc

I1.9649I0.04由于

II

C

I5，所以ImA100

IIII

0.05

6-14放電路中測(cè)幾個(gè)三極管的三個(gè)電極電位UU分別為下列各組數(shù)值，123判斷它們是NPN型是型是硅管還是鍺管？確定、b。（1），UU12（2），U=3V，123（3），U=14.3V，=15V12（4）=8V，U=14.8VU=15V12答先定是硅管還是鍺管由硅管的結(jié)電壓降一般為鍺管的結(jié)電壓降約為0.1~0.3V，以(1)、為硅管，(3.2-3=0.2V)、(4)為管。然后確定是NPN還管對(duì)于NPN，基極電位高于發(fā)射極電位（發(fā)射極正向偏置集極的電位高于基（集電極反向偏置管，發(fā)射極電位高于基極電位（發(fā)射結(jié)正向偏置極位高于集電極電位（集電結(jié)反向偏置1是管是因此）硅極管；3.3V極，2.6V極，15Vc極（2是鍺極管3.2Vb，3Ve極，—c極（3是PNP硅極管；極，14.3V，15V極（4是PNP鍺極管；8Vc極，—b極15Ve極/

6-15電如題圖6-2所示，已知三極管為硅管U=0.7V，，忽略不計(jì)，BE若希望I=2mA試求）圖的和(